(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸（４）と、電動モータ（１）を制御するコンバータユニット（６）とを備えたコンバータモータであって、コンバータユニット（６）が、多数の制御コンポーネントを有しており、かつ電動モータに配置されており、該電動モータが背壁（１１）を有している形式のものにおいて、コンバータユニット（６）のケーシング（８）がこの背壁（１１）に配置されており、かつコンバータユニット（６）が通過領域（１４）を有しており、該通過領域（１４）を通してモータ軸（４）の後端が通過しており、
前記コンバータユニット（６）が熱的に電動モータ（１）に結合されており、
コンバータユニット（６）が、モータ軸（４）の幾何学的な軸線を、モータ軸の周方向で実質的に完全に包囲しており、
コンバータユニット（６）が、実質的に平坦な金属製のベースプレート（１６）を有しており、該ベースプレート（１６）が電動モータ（１）の背壁（１１）と直接接触しており、
コンバータユニット（６）の、温度に敏感なコンポーネントが熱的に、ベースプレート（１６）から熱的に絶縁された金属製のカバー（７）に結合されており、
前記ベースプレート（１６）と、前記カバー（７）との間に、熱絶縁を提供する中間部分（１８）が存在することを特徴とするコンバータモータ。
【請求項２】
コンバータユニット（６）のケーシング（８）がモータに向かって通過孔を有しており、該通過孔内に熱伝達エレメントが配置されており、該熱伝達エレメントが、電動モータ（１）の背壁（１１）に圧着されるように予圧されている、請求項１記載のコンバータモータ。
【請求項３】
モータ軸（４）の端部区分（４ａ）にファン車（２３）が配置されている、請求項１または２記載のコンバータモータ。
【請求項４】
ファン車（２３）が多数の通過開口（２４）を有している、請求項３記載のコンバータモータ。
【請求項５】
モータ軸（４）に信号発生器（２６）が配置されており、該信号発生器（２６）が、モータ軸（４）の、コンバータユニット（６）を通して案内された区分に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のコンバータモータ。
【請求項６】
信号発生器（２６）が、モータ軸に固定されているリング状のエレメントである、請求項５記載のコンバータモータ。
【請求項７】
信号発生器（２６）が、ファン車（２３）のボス（２３ａ）に組み込まれているリング状のエレメントである、請求項５記載のコンバータモータ。
【請求項８】
少なくともベースプレート（１６）または熱伝達エレメントの一区分の温度を求めるセンサエレメントが設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載のコンバータモータ。
【請求項９】
電動モータ（１）が、信号発生器と、モータ軸（４）の角度位置を非接触式に検出するためのセンサエレメントとを有しており、該センサエレメントが中心的にモータ軸（４）の後にコンバータユニット内に配置されており、信号発生器がモータ軸（４）の端部に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のコンバータモータ。
【請求項１０】
モータ軸（４）にコンバータユニット（６）の後にエンコーダディスクが配置されている、請求項１記載のコンバータモータ。
【請求項１１】
コンバータユニット（６）が、直流を供給可能なインバータである、請求項１から１０までのいずれか１項記載のコンバータモータ。
【請求項１２】
コンバータモータ（１）が、差込み可能な電源網ターミナル（２）を有しており、該電源網ターミナル（２）がコンバータユニット（６）に組み込まれている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のコンバータモータ。
【請求項１３】
多数の制御コンポーネントを備えた、電動モータを制御するためのコンバータユニットにおいて、コンバータユニット（６）が、モータケーシングの背壁に配置するために適したベースプレート（１６）と、電動モータ（１）のモータ軸（４）を通すことができる通過開口とを有しており、
コンバータユニット（６）が、電動モータ（１）の背壁（１１）と直接接触する、実質的に平坦な金属製のベースプレート（１６）を有しており、
コンバータユニット（６）の、温度に敏感なコンポーネントが熱的に、ベースプレート（１６）から熱的に絶縁された金属製のカバー（７）に結合されており、
前記ベースプレート（１６）と、前記カバー（７）との間に、熱絶縁を提供する中間部分（１８）が存在することを特徴とするコンバータユニット。
【請求項１４】
コンバータユニット（６）が、差込み可能な電源網ターミナル（２）を有しており、該電源網ターミナル（２）が、コンバータユニット（６）に組み込まれている、請求項１３記載のコンバータユニット。
【請求項１５】
コンバータユニット（６）が、直流を供給可能なインバータである、請求項１３または１４記載のコンバータユニット。
【請求項１６】
前記中間部分（１８）はプラスチックから成る、請求項１記載のコンバータモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ軸と、電動モータを制御するコンバータユニットとを備えたコンバータモータであって、コンバータユニットが、多数の制御コンポーネントを有しており、かつ電動モータに配置されており、該電動モータが背壁を有している形式のものに関する。さらに本発明は、多数の制御コンポーネントを備えた、電動モータを制御するためのコンバータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術から種々異なる形式のモータが公知である。例えば非同期規格モータは、産業界で最も慣用されている駆動装置である。この種のモータは安価であり、極めて丈夫であり、かつ静粛またはスムーズである。しかし、この種の非同期モータは、例えば固定的な回転数および回転方向ならびに始動のための装置の必要性といった様々な欠点も有している。その他にも、部分負荷時の効率は低く、力率（ｃｏｓｐｈｉ）は悪い。また、この種のモータのアクティブな制動は不可能である。
【０００３】
これらの欠点を克服するために、背景技術では、定評のある非同期モータを、モータに供するコンバータにより運転するようになった。このコンバータにより、原理的にすべての欠点は解消され得る。それゆえ、コンバータにより運転されるモータへの傾向は強まっている。
【０００４】
その一方、コンバータを設けることも、例えば付加コスト、エンクロージャ内の高められた所要スペース、エンクロージャ内の付加的な発熱ならびにパルス幅変調（ＰＷＭ）による妨害放射およびこれに起因する妨害除去フィルタの必要性といった様々な欠点を有している。
【０００５】
その一方、コンバータの使用時、理想的な場合、規格モータにおいて一般的なすべての（高価な）電源網接続コンポーネントが省略される。例えば、温度監視のためのレリーズ装置もしくはモータ保護スイッチ、スター／デルタ始動装置およびモータスタータは不要である。その他にも、極切換または回転方向反転のための保護コンビネーションが不要であり、運転上の電圧遮断が不要であるとき（コンバータが電子的な始動ロックを有しているとき）、電源網保護も不要である。最終的に直流制動装置も不要である。
【０００６】
背景技術ではそれゆえますますコンバータが使用される。その結果、さらに頻繁にモータとコンバータとのコンビネーション（いわゆるコンバータモータ）が提供される。公知の解決策は、端子ボックスの代わりにモータに螺設されるコンバータから成る。その際、モータは不変の規格モータであり、コンバータは、選択的にモータの横に取り付けられてもよい別個の機能的なユニットを形成する。このコンビネーションは直接電源網に接続され得る。それというのも、電源網フィルタがコンバータに組み込まれているからである。
【０００７】
しかし、この場合、モータとコンバータとの間の切り離し、特に熱的な切り離しが行われる。この場合、このことは、コンバータの失陥時にモータの非常運転が直接電源網において可能であるべきであることにより理由付けされる。それゆえ、相応のモータは一般に電源網電圧（４００Ｖ，５０Ｈｚ）のために巻かれている。コンバータを直接モータに配置する利点は、エンクロージャ内で一方では所要スペースが減じられ、他方では発熱が回避されることである。その他、モータケーブルは遮蔽されていなくてもよい。
【０００８】
この種のシステムの欠点は、コンバータユニットがしばしばモータ自体と似た大きさであることにある。特に低い定格出力時、コンバータはしばしばモータ自体よりも嵩張って構成されている。この理由は、１つにはコンバータが独自の冷却系を有していることにあり、もう１つにはコンバータが、接続端子が存在する中間ケーシングを介して、モータに結合されていることにある。
【０００９】
原則的に、公知の解決策の場合、コンバータとモータケーシングとの間の熱交換は、熱的なデカップリングが留意されることにより回避される。また、回転数または位置の調整のための位置センサの組込みはまったく考えられていないか、または極めて高い負荷手間につながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それゆえ本発明の課題は、既存の解決策に比して構成スペースを必要としないコンバータモータを提供することである。その他、本発明によるコンバータモータはより安価であるべきであり、電気的な接続は簡単化され、かつ適当なセンサによる回転数調整も可能であるべきである。それにより、コンバータを備えたまたは備えていないＩＥＣ規格モータの時宜にかなった代用として適しているコンバータモータが提供されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明の構成によれば、モータ軸と、電動モータを制御するコンバータユニットとを備えたコンバータモータであって、コンバータユニットが、多数の制御コンポーネントを有しており、かつ電動モータに配置されており、該電動モータが背壁を有している形式のものにおいて、コンバータユニットのケーシングがこの背壁に配置されており、かつコンバータユニットが通過領域を有しており、該通過領域を通してモータ軸の後端が通過しているか、またはコンバータユニットがこの背壁に配置されており、かつコンバータユニットが熱的に電動モータに結合されているようにした。
【００１２】
コンバータモータの有利な実施形態および構成は従属請求項の対象である。
【００１３】
本発明の有利な構成では、コンバータユニットが、モータ軸の幾何学的な軸線を、モータ軸の周方向で実質的に完全に包囲している。
【００１４】
本発明の別の有利な構成では、コンバータユニットが、実質的に平坦なベースプレートを有しており、該ベースプレートが電動モータの背壁と直接接触している。
【００１５】
本発明のさらに別の有利な構成では、コンバータユニットが、高い熱伝導係数を有するベースプレートを有しており、該ベースプレートが直接電動モータの背壁に配置されている。
【００１６】
本発明のさらに別の有利な構成では、コンバータユニットのケーシングがモータに向かって通過孔を有しており、該通過孔内に熱伝達エレメントが配置されており、該熱伝達エレメントが、電動モータの背壁に圧着されるように予圧されている。
【００１７】
本発明のさらに別の有利な構成では、コンバータユニットの、温度に敏感なコンポーネントが熱的に、ベースプレートから熱的に絶縁されたカバーに結合されている。
【００１８】
本発明のさらに別の有利な構成では、モータ軸の端部区分にファン車が配置されている。
【００１９】
本発明のさらに別の有利な構成では、ファン車が多数の通過開口を有している。
【００２０】
本発明のさらに別の有利な構成では、モータ軸に信号発生器が配置されており、該信号発生器が、モータ軸の、コンバータユニットを通して案内された区分に配置されている。
【００２１】
本発明のさらに別の有利な構成では、信号発生器が、モータ軸に固定されているリング状のエレメントである。
【００２２】
本発明のさらに別の有利な構成では、信号発生器が、ファン車のボスに組み込まれているリング状のエレメントである。
【００２３】
本発明のさらに別の有利な構成では、少なくともベースプレートまたは熱伝達エレメントの一区分の温度を求めるセンサエレメントが設けられている。
【００２４】
本発明のさらに別の有利な構成では、電動モータが、信号発生器と、モータ軸の角度位置を非接触式に検出するためのセンサエレメントとを有しており、該センサエレメントが中心的にモータ軸の後にコンバータユニット内に配置されており、信号発生器がモータ軸の端部に配置されている。
【００２５】
本発明のさらに別の有利な構成では、モータ軸にコンバータユニットの後にエンコーダディスクが配置されている。
【００２６】
本発明のさらに別の有利な構成では、コンバータユニットが、直流を供給可能なインバータである。
【００２７】
本発明のさらに別の有利な構成では、コンバータモータが、差込み可能な電源網ターミナルを有しており、該電源網ターミナルがコンバータユニットに組み込まれている。
【００２８】
さらに、上記課題を解決した本発明の構成によれば、多数の制御コンポーネントを備えた、電動モータを制御するためのコンバータユニットにおいて、コンバータユニットが、モータケーシングの背壁に配置するために適したベースプレートと、電動モータのモータ軸を通すことができる通過開口とを有しているようにした。
【００２９】
コンバータユニットの有利な実施形態および構成は従属請求項の対象である。
【００３０】
本発明の有利な構成では、コンバータユニットが、差込み可能な電源網ターミナルを有しており、該電源網ターミナルが、コンバータユニットに組み込まれている。
【００３１】
本発明の別の有利な構成では、コンバータユニットが、直流を供給可能なインバータである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によるコンバータモータは、モータ軸と、電動モータを制御するコンバータユニットとを有している。コンバータユニットは多数の制御コンポーネントを有しており、電動モータに配置されている。その他、電動モータは背壁を有している。本発明により、コンバータユニットもしくはコンバータユニットのケーシングはこの背壁に配置されており、コンバータユニットは、モータ軸の後端が通過する通過領域を有している。通過領域は貫通孔であり得る。しかし、モータ軸はコンバータユニットの側方を通過するだけであってもよい。この場合、通過領域は、コンバータユニットの横の、通過軸が通過する幾何学的な領域である。
【００３３】
通過領域に対して択一的にまたは補足的に、コンバータユニットが熱的に電動モータに結合されている。電動モータは有利には１つのモータケーシングを有している。モータケーシングもしくはその背壁にコンバータユニットが配置されている。以下、それゆえモータケーシングにも関する。原理的に本発明はしかし、ケーシングレスの電動モータにおいても使用可能である。
【００３４】
本発明による両解決策は構成スペースの減少を許可する。両解決策は特に互いに組み合わされてもよい。
【００３５】
有利には、制御コンポーネントがケーシング内に配置されている。この場合、このケーシングは必ずしも完全に閉鎖されたケーシングである必要はない。
【００３６】
それにより、コンバータユニットは直接背壁に配置されており、コンバータユニットならびにモータケーシングの適当な寸法設定により全体的に省スペース化が達成され得る。規格モータと別個のコンバータユニットとの上述の組み合わせは、モータおよびコンバータ開発の厳密な分離に基づく、電動モータの開発中に構築された中間段階である。本発明による端緒は、より安価なコンバータモータが特に、モータと制御エレクトロニクス、例えばコンバータとが１つのメカトロニクスユニットを形成することにより構成され得ることに基づいている。
【００３７】
以前のコンバータに対して、今やコンバータエレクトロニクスは技術的に、電動モータの信頼性を損ねることのない程に成熟している。例えば、耐振動性および長寿命を達成するために、リレーおよび電解コンデンサは組み込まれていない。電動モータが直接的な電源網接続のために設計されることはもはや不要である。コンバータが簡単に交換可能であることも必ず必要というわけではない。しかし、モータとコンバータとが別個に製作され、検査されることができ、かつ簡単に組み立てられることができると極めて有利である。
【００３８】
電動モータはもはや直接的な電源網接続のために設計されていなくてもよいので、電圧、周波数および極対の数は自由に選択され得る。場合によっては起こり得る電源網過電圧は、設計時にもはや考慮されなくてもよい。これにより、鉄はより良好に使用され得る。電源網での立上りはもはや不要である。非同期モータの代わりに、今やＰＭ同期モータまたはリラクタンスモータも使用され得る。両モータは非同期モータに比してまったくロータ損失を有していない。ＰＭ同期モータは約５０％増の連続出力を発生する。それにより、本発明は原則的にすべての種類の電動モータで使用され得る。
【００３９】
別の有利な実施形態では、コンバータユニットが、モータ軸の幾何学的な軸線を、幾何学的な軸線の周方向で実質的に完全に包囲している。例えば、モータ軸自体がコンバータユニットの開口を貫くことが可能である。コンバータユニットはしかし、円セグメント状に、例えば半円の形状で形成されていてもよい。この配置により、コンバータモータの特に省スペースな構造が可能である。
【００４０】
有利には、コンバータユニットもしくはそのケーシングは、モータ軸が通過する通過開口を有している。より正確に言えば、上述のように、この場合、コンバータユニットもしくはコンバータのコンポーネントは、モータの後に固定され、モータ軸が後方に貫通する通過開口を有する閉鎖されたケーシング内に格納されている。このような通過開口の代わりに、スリットまたはギャップが設けられていてもよい。こうして、コンバータユニットを例えば修理目的でモータ軸から側方に引き抜くことが可能である。
【００４１】
別の有利な実施形態では、コンバータユニットもしくはそのケーシングが熱的にモータケーシングに結合されている。このことによっても、モータとコンバータユニットとから成る特に小型のユニットが達成される。この実施形態では、コンバータのパワーエレクトロニクスは独自の冷却装置を有しているのではなく、熱的にモータケーシングに結合されている。それゆえ、モータはエレクトロニクスのための冷却体として機能する。このことは一方では結果として、モータの定格出力が付加的な加熱のために若干低下する（例えば２０％の低下）ことを伴う。この減少はしかしアクティブ部分の延長または損失の少ないダイナモ金属薄板の使用により補償され得る。この場合、本発明によるコンバータモータは同じ出力でそれでもなお、背景技術から公知の解決策よりもかなり小さい。
【００４２】
本発明によるモータのための追加コストは些少である。上述のように、電源網接続に起因する制限がなくなるので、モータ部分の出力は、適当な設計によっても向上され得る。ＰＭ同期モータの使用時、モータ部分は、導入されるコンバータ損失にもかかわらず、それどころか元々の同期モータよりも小さい。
【００４３】
別の実施形態では、コンバータユニットもしくはそのケーシングが、実質的に平坦なベースプレートを有しており、該ベースプレートがモータケーシングの背壁と直接接触している。換言すれば、コンバータユニットは、コンバータユニットをモータの後側の軸受シールドの平面に取り付けるための平面を有している。こうして、特に好都合な熱伝達が可能である。
【００４４】
別の有利な実施形態では、コンバータモータが、差込み可能な電源網ターミナルを有しており、この電源網ターミナルもしくはモータ側のコネクタがコンバータユニットのケーシングに組み込まれている。このようにしてもスペース節減が達成され得る。有利には、コンバータユニットは差込みコネクタを介して電気的に電気機械、すなわちモータの巻線に接続されている。
【００４５】
別の有利な実施形態では、コンバータユニットもしくはそのケーシングが、高い熱伝導係数を有する金属製のベースプレートを有しており、該ベースプレートが直接モータケーシングの背壁に配置されている。こうして、熱伝達はやはり改善され得る。
【００４６】
それにより、コンバータユニットは、熱をよく伝えるベースプレートでもって、一方ではモータケーシングの平面に固定されており、他方ではこのベースプレートに、コンバータユニットのパワーエレクトロニクスの損失熱が導入される。
【００４７】
コンバータユニットの別の有利な実施形態では、モータケーシングに対する熱的な接触が直接、パワー半導体が存在するセラミック基板（ＤＣＢ）のボトムプレートを介して行われる。コンバータケーシングはつまり当接面にＤＣＢのための通過孔を有している。その結果、ＤＣＢの下面は直接モータに当て付けられる。ＤＣＢはその際、有利にはコンバータケーシングに対して可動であり、コンバータの装着時、モータの平面に押し付けられるように予圧されている。この箇所での熱伝導ペーストの使用は有利である。
【００４８】
別の有利な実施形態では、コンバータユニットの、温度に敏感なコンポーネントが熱的に、ベースプレートから熱的に絶縁されたカバーに結合されている。こうして、パワーエレクトロニクスで発生する発熱は、コンバータユニットの、温度に敏感なコンポーネントから遠ざけられ得る。
【００４９】
別の有利な実施形態では、モータ軸の端部区分にファン車が配置されている。より正確に言えば、有利には、コンバータユニットに設けられた孔を通過する軸がその端部に、モータならびにコンバータユニットの通気を提供するファン車を装備している。
【００５０】
有利には、ファン車が多数の通過開口を有している。より正確に言えば、通過開口は特に、ファン車の直前に存在するコンバータカバーの領域でも、遠心的に外側に向かって方向付けられた空気流が形成され、ひいては冷却作用が改善されるように働く軸方向の通過孔である。
【００５１】
別の有利な実施形態では、モータ軸に信号発生器が配置されており、該信号発生器が、モータ軸の、コンバータユニットもしくはそのケーシングを通して案内された区分に配置されている。換言すれば、モータ軸の長手方向で、信号発生器は、少なくとも部分的にコンバータユニットにより包囲される領域に配置されている。この信号発生器により、モータ軸の角度位置は、コンバータユニットに設けられた少なくとも１つのセンサにより非接触式に検出され得る。
【００５２】
特に有利には信号発生器はリング状のエレメント、特に有利には周方向で交互に磁化された磁石であり、その磁界はコンバータユニット内の磁界センサにより評価される。
【００５３】
別の有利な実施形態では、信号発生器が、ファン車のボスに組み込まれているリング状のエレメントである。この目的のために、ファン車のボスは前方に、すなわち軸の端部に向かって延長されている。それにより、この実施形態では、信号発生器はファン車の内周面に設けられている。
【００５４】
別の有利な実施形態では、少なくともベースプレートの一区分の温度を求めるセンサエレメントが設けられている。モータとコンバータユニットとが熱的に結合されているので、コンバータユニットボトムプレートもしくはベースプレートの温度監視でこと足りる。ここにパワー部分の損失熱が供給され、モータケーシングへと流れる。それゆえ、ベースプレートは常にモータケーシングよりも熱い。それゆえ、モータ温度の別個の検出は省略され得る。過負荷時のモータ巻線の保護のために、コンバータユニットは特に有利には、モータに適合されたｉ２ｔ電流制限を有している。
【００５５】
別の有利な実施形態では、電動モータが、モータ軸の角度位置を非接触式に検出するための信号発生器エレメントを有しており、センサエレメントがモータ軸の後に配置されている。より正確に言えば、センサエレメントは軸方向でモータ軸の後にコンバータ部分内に配置されている。この実施形態では、コンバータユニットのコンポーネントはやはり、モータの後にもしくは背壁に固定されているケーシング内に存在し、中央にはモータ軸の後に、モータ軸の角度位置を非接触式に検出することができるセンサが配置されている。このために、モータ軸の端部を特別に成形するか、磁石を装備するか、または回転形の実量器（Ｍａｓｓｖｅｒｋｏｅｒｐｅｒｕｎｇ）を設けることが可能である。
【００５６】
別の有利な実施形態では、モータ軸にコンバータユニットの後にエンコーダディスクが配置されている。このエンコーダディスクは非接触式に、コンバータユニット内に組み込まれた、角度検出を目的とするセンサにより走査される。しかし、このエンコーダディスクがファン車に固定されるか、またはファン車の一部であることも可能である。有利には、ここでも、モータ軸の角度位置が非接触式に検出される。
【００５７】
別の有利な実施形態では、コンバータが、直流電圧が供給されるインバータである。
【００５８】
本発明はさらに、電動モータのためのコンバータユニットに関する。この場合、コンバータユニットはモータ軸を通すための通過開口と、電動モータの背壁に配置され得るベースプレートとを有している。有利には、コンバータユニットは上記形式で構成されている。
【００５９】
その他の利点および実施形態は添付の図面から生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
図１ａおよび図１ｂは、モータケーシング３を備えた本発明によるコンバータモータ（Ｕｍｒｉｃｈｔｅｒｍｏｔｏｒ）１を示している。モータケーシング３にはコンバータユニット（Ｕｍｒｉｃｈｔｅｒｅｉｎｈｅｉｔ）６が配置されている。符号８はコンバータユニットのファンカウルを指している。ファンカウル８はさらにその背壁８ａに多数の開口を通気のために有している。
【００６１】
電源網ターミナルは直接コンバータユニット６に差し込まれる。相応のソケット（例えばＤＥＳＩＮＡ）はコンバータのボトムプレートまたはカバー７（図４参照）に統合されている。コネクタ２は省スペースにモータ１に当て付けられている。これにより、コンバータモータのための組付けスペースは最小化される。コネクタ２のケーブル引出し方向は、これに関して適切なコネクタスリーブの選択により、要求される条件に任意に適合され得る。
【００６２】
モータとコンバータユニットとから成るユニットは、保護等級ＩＰ６５で構成され得る。コンバータユニットは、閉鎖されたケーシングを有しているので、巻線ターミナルの領域におけるアッセンブリが密になっていることだけ留意すればよい。このことは例えば、モータの軸受シールドもしくは端面シールドの平面の周囲に設けられたＯリングにより達成され得る。
【００６３】
図２は、図１に示したコンバータモータを示しているが、ここではファンカウル８が取り外されている。符号２３は、軸上もしくは軸の端部区分４ａ上に設置されたファン車を指している。ファン車２３は回転方向に関わらずその目的を充足しなければならないので、カバーは少なくとも一時的に「風陰に」ある。図２ではファン車により覆われるコンバータカバーの領域での所望の空気運動は、ファン車が軸の近傍に軸方向の通過孔２４を有していることにより達成され得る。これらの通過孔２４は、（図示しない）カバーとファン車との間の、外側に向かって方向付けられた遠心的な空気流を可能にする。
【００６４】
モータケーシング３は冷却のためのリブ３ａを有している。
【００６５】
図３は、図２に示したコンバータモータを示しているが、ここではファン車が取り外されている。図３からは、コンバータユニット６がコンバータカバー７を有しており、このコンバータカバー７がさらに通過開口１４を有していることが見て取れる。通過開口１４を通してモータ軸４が延在している。符号５は制御信号のためのターミナルを指している。
【００６６】
図４は、先行の図面に示したコンバータモータを示しているが、ここではコンバータユニットが取り外されている。その際、符号１１はモータケーシング３の背壁を指している。背壁１１にはコンバータユニットが配置されている。本発明によるコンバータモータは、ロータ位置を測定するための装置を具備している。上述のように、コンバータユニットはモータ軸を包囲するので、コンバータユニット内には、モータ軸４の回転角を非接触式に検出するセンサが統合され得る。
【００６７】
可能な解決策は、ここでは信号発生器（Ｓｉｇｎａｌｇｅｂｅｒ）として機能する交番磁化されたリング磁石２６を使用することにある。このリング磁石はモータ軸に固定され、コンバータユニット６の通過開口１４内に配置されている。より正確に言えば、信号発生器はここでは、軸に固定され、かつコンバータユニット６の通過開口１４内に配置されている、周方向で交互に磁化されたリング磁石である。この信号発生器２６の磁界は、磁石の（極ピッチに関して）９０°の角度で配置された２つのホールセンサにより測定される。逆正接関数を介して回転角は特定され得る。
【００６８】
この極めて頑丈かつ安価な角度センサの助けを借りて、すべての三相交流モータにより、電流のフィールドオリエンテドされた特徴付けならびに回転数および位置の調整が可能であり、センサなしに作業する方法に対して、すべての条件下で最適かつ安定な運転を保証する。このことは静止時にも位置決め時にも無制限に当てはまる。本発明による位置測定のための僅かなコストに基づいて、センサレスの調整方法は競合し得ない。それというのも、センサレスの調整方法は高い計算手間でもって低価値の回転数調整を許可するにすぎないからである。
【００６９】
図５は、電動モータの内部を示しており、電動モータの、ケーシング３に固定され、ケーシング３と共に１つのユニットを形成している背壁が取り外された後の図である。図４に示した符号１２は、モータ巻線の接続のためのモータ側の対応コネクタを指している。換言すれば、コンバータユニットとモータ巻線との電気的な接続は有利には差込み可能であり、コンバータベースプレート１６の通過孔内に存在している。モータ側の対応コネクタ１２は、図４に示すように、背壁１１もしくは背面側の軸受シールドに固定されている。この配置によっても全体構造のさらなる簡単化が達成され得る。
【００７０】
図６は、本発明によるコンバータユニット６を示している。その際、符号１４はやはり、軸を通すための通過開口を指している。この通過開口は、コンバータユニット６のボトムプレートもしくはベースプレート１６に配置されている。符号１５はコンバータ出力のためのコネクタを指している。このコネクタ１５は、電動モータの、図４に示した相応の対応コネクタ１２と協働する。
【００７１】
コンバータユニット６はそれによりリング状である。その結果、コンバータユニット６はモータ軸４を包囲し、後方から電動モータの背壁１１（図４参照）に装着される。背壁１１とコンバータユニット６との間の所望される低い熱伝達抵抗は、背壁ならびにコンバータのベースプレート１６の平坦な面により達成される。熱伝達のさらなる改善は、熱伝導ペーストまたは熱伝導性のシートの使用により可能である。コンバータユニットのケーシングはここではベースプレート１６およびカバー７により形成される。
【００７２】
さらに、コンバータユニットは直接ファン車２３（図２参照）の空気流内に位置している。ファン車２３は、上述のように、有利にはモータ軸に取り付けられたファン車２３として構成されている。確かに、それによって、このファン車の作用は回転数に依存するが、それにもかかわらずモータ冷却のために良好に適している。それというのも、回転数に依存したモータ損失（鉄損）は回転数と共に上昇するからである。やはり回転数と共に上昇する冷却作用はつまり、上昇する損失を補償する。静止状態における空気流の欠落にもかかわらず、モータは使用可能な静止トルク（Ｓｔｉｌｌｓｔａｎｄｓｄｒｅｈｍｏｍｅｎｔ）を提供する。低回転数時の出力のさらなる向上のために、外部ファンが使用されてもよい。
【００７３】
図６が示すように、本発明によるコンバータユニットは、熱的に互いに絶縁された２つのゾーンに分割されている。モータに螺設される金属製のベースプレート１６上には、モータケーシングの温度レベル（例えば最大１００℃）を受け入れるパワーエレクトロニクスが存在する。ファン寄りの、有利にはやはり金属製のカバー７は、熱的にボトムプレートから絶縁されている。このカバーには、コンバータユニット６の、温度に敏感な回路（例えばマイクロプロセッサ、ユーザインターフェースおよびこれに類するもの）が内的に熱結合されている。ボトムプレート１６とカバー７との間には、熱絶縁を提供するプラスチックから成る中間部分１８が存在する。
【００７４】
それにより、コンバータユニット６に設けられたパワーエレクトロニクスの冷却は、一方では背壁１１を介したモータケーシング３への損失熱の導入により行われる。この場合、全モータ表面が冷却のために有効である。他方、ファンの冷却作用は、後側の軸受シールドもしくは背壁１１ができるだけ多くの表面成分を備え、周面に冷却リブが設けられることにより、優先的にパワーエレクトロニクスのために使用され得る。コンバータユニットのカバー７の冷却は、それほど問題ではない。それというのもここでは比較的僅かに損失熱が供給されるにすぎないからである。カバー７にも、ファンの空気流内に突入する冷却リブが設けられることができる。この種の実施形態は特に外部ファンとの関連で適している。
【００７５】
符号２５は、コンバータユニット６をモータに結合するための固定ねじを指している。結合のために、図示の４つのねじ２５がモータケーシングの相応のねじ山付き孔２７（図４参照）内に螺入される。符号１７は、電源網コネクタのための係止部材を指している。
【００７６】
コンバータユニット６は、「確実な停止」の機能を実現するために、有利には電子的な始動ロック（リレーなし）を装備している。始動ロックはエネルギ供給のオン切換時モータの始動を確実に阻止する。運転上の電圧遮断が不要であるとき、始動ロックは高価な電源網保護を代替する。電源網保全はこの場合十分である。
【００７７】
本発明によるコンバータモータは第一に、所属の電源網接続部を有する従来慣用の規格モータを代替すべきである。本発明によるモータの利点はとりわけ、適合可能な回転数および磁化電流の低下によるエネルギ節約にある。その他、機能拡張は可変の回転数および回転方向により可能であり、かつ通常の電源網接続部は節減され得る。制動運転中、アクティブな制動（ＤＣブレーキ）が緩速停止（Ａｕｓｔｒｕｄｅｌｎ）の代わりに可能である。発電制動を有するスタート／ストップ運転は、かなりの損失のために別個に配置されなければならなかった制動抵抗か、または例えばマトリックスコンバータとしてのコンバータユニットの構成時に可能な、電源網への制動エネルギの逆供給を必要とする。コンバータ損失を制限するためのスペース上の理由から、直流制動か、または制動エネルギがモータ巻線内で熱に変換される比較可能な方法が、本発明によるモータとの関連で有意義であることから出発される。相応の回路構成時、それにより電源網失陥時の制動も可能である。さらに、コンバータモータは使用のためにパラメータ化され、目標値が供給されなければならない。フィールドバスを介したモータの接続は背景技術でも認められている。
【００７８】
この明細書に開示したすべての特徴は、それらが個別的にまたは組み合わせられた形で背景技術に対して新しければ、本願発明の固有の特徴として特許請求される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１ａ】コンバータユニットを備えた本発明による電動モータを示す図である。
【図１ｂ】図１ａの電動モータを別の方向から見た図である。
【図２】ファンカウルが取り外された図１ａの電動モータを示す図である。
【図３】図１のモータをファン車なしで示す図である。
【図４】図１ａのモータをコンバータユニットなしで示す図である。
【図５】本発明による電動モータを背壁およびコンバータユニットなしで示す図である。
【図６】電動モータのための本発明によるコンバータユニットを示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  電動モータ
２  コネクタ
３  モータケーシング
３ａ  リブ
４  モータ軸
４ａ  モータ軸の端部区分
５  制御信号のためのターミナル
６  コンバータユニット
７  コンバータカバー
８  ファンカウル
８ａ  ファンカウル８の背壁
１１  モータケーシングの背壁
１２  対応コネクタ
１４  通過開口
１５  コンバータ出力のためのコネクタ
１６  ベースプレート／ボトムプレート
１７  係止部材
１８  コンバータユニットの中間部分
２３  ファン車
２４  通過孔
２５  固定ねじ
２６  信号発生器
２７  ねじ山付き孔
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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